SU746204A1

SU746204A1 - Ultrasonic vibration meter

Info

Publication number: SU746204A1
Application number: SU772536910A
Authority: SU
Inventors: Всеволод Феодосьевич Казанцев; Леонид Олегович Макаров; Евгений Сергеевич Шлыков
Original assignee: Предприятие П/Я А-1687
Priority date: 1977-10-24
Filing date: 1977-10-24
Publication date: 1980-07-07

Description

Изобретение относитс к акустичес кому приборостроению и может быть ис пользовано дл контрол технологичес ких устройств.и процессов. Известйо устройство дл бесконтак ного измерени вибраций, которое содержит дифференциальный токовихревой датчик, схему измерительного канала параметров вибрации, включак дую В себ последовательно соединенный катодный и эмиттерный повторитель, блок усилителей, осциллоскоп и канал измерени величины абсолютного зазора , состо щий из согласующего устройства , усилител , детектора и ключевой схемы 1J . Однако данное устройство.предназначено дл измерени только низкочастотных вибраций и неможет быть, использовано дл измерени 1вибрации ультразвуковых частот. Наиболее близким к изобретению вл етс устройство, содержащее индикатор и последовательно включенные автогенератор, электрический колебательный контур которого представл ет собой параметрический датчик смещений , усилитель-дискриминатор, частот ный детектор, фильтр ультразвуковых частот 2. К недостаткам устройства относитс невысока точность измерений, обусловленна Необходимостью калибровки устройства перед каждым измерением, а также контрол чувствительности прибора в процессе самих измерений. Целью изобретени вл етс повышение точности Измерений. Поставленна цель достигаетс тем, что ультразвуковой виброметр дополнительно снабжен фильтром нижних частот, вход которого подключен к выходу частотного детектора, и ; включенным межНУ фильтром ультразвуковых частот и индикатором управл емым усилителем, управл ющий вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот.. На чертеже представлена схема ультразвукового виброметра.. Ультразвуковой виброметр содержит индикатор 1, последовательно включенные автогенератор 2, электрический колебательный контур которого представл ет собой параметрический датчик 3 смещений, усилитель- дискриминатор 4, частотный детектор 5, фильтр 6 ультразвуковых частот, фильтр 7 нижних частот, вход которого подключен к выходу частотного детектора 5, включенный между фильтром 6 ультразвуковых частот и индикатором 1 управл емый усилитель 8, управл нзций вход которого соединен с выходом фильтра 7 нижних частот, исследуема конструкци 9.The invention relates to acoustic instrumentation and can be used to control technological devices and processes. A lime device for non-contact vibration measurement, which contains a differential eddy current sensor, a measuring channel for measuring vibration parameters, includes a serially connected cathode and emitter follower, an amplifier unit, an oscilloscope, and an absolute gap measurement channel consisting of a matching device, an amplifier, detector and key circuit 1J. However, this device is designed to measure only low-frequency vibrations and cannot be used to measure the vibrational frequency of ultrasonic frequencies. The closest to the invention is a device containing an indicator and a series-connected auto-oscillator, the electrical oscillating circuit of which is a parametric displacement sensor, an amplifier-discriminator, a frequency detector, an ultrasonic frequency filter 2. The disadvantages of the device are low measurement accuracy due to the need for calibration devices before each measurement, and also control of sensitivity of the device in the course of measurements. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements. The goal is achieved by the fact that the ultrasonic vibrometer is additionally equipped with a low-pass filter, the input of which is connected to the output of the frequency detector, and; An ultrasonic frequency filter is switched on and an amplifier controlled indicator whose control input is connected to a low-pass filter output. The drawing shows an ultrasonic vibrometer circuit. The ultrasonic vibrometer contains indicator 1, an auto-oscillator 2 connected in series, whose electric oscillator circuit is parametric 3 displacement sensor, amplifier-discriminator 4, frequency detector 5, filter 6 ultrasonic frequencies, low pass filter 7, the input of which is connected to you ode frequency detector 5, a filter 6 is connected between the ultrasonic frequency and an indicator controlled by an amplifier 1 8 nztsy control input of which is connected to the output of the filter 7 lowpass researched structure 9.

Устройство работает следующим образом . .The device works as follows. .

Датчик 3 смещений устанавливаетс на некотором рассто нии от исследуемой конструкции 9, амплитуда колебаний которой измер етс . При колебани х исследуемой конструкции 9 с соответствующей амплитудой будет измен тьс поле магнитного рассе ни датчика 3 и, следовательно, его эффективна индуктивность. Изменение индуктивности колебательного контура в качестве которой использована катушка датчика, приводит к и-эмененйю мгновенного значени частоты автогенератора 2 в соответствии с изменени ми мгновенного значени положени вибрирующей исследуемой конструкции 9. Таким образом, частота сигнала на выходе автогенератора 2 несет информацию о мгновенном значении рассто ни между датчиком 3 и исследуемой конструкцией 9. Сигнал с выхода автогенератора поступает на вход усилител -дискриминатора 4-, в котором происходит его усиление и устранение сопутствующей амплитудной модул ции . С выхода усилител -дискриминатора сигнал поступает на вход частотного детектора 5, где происходит его детектирование.The displacement sensor 3 is set at a distance from the structure under study 9, the amplitude of oscillations of which is measured. When the structure under study 9 oscillates with a corresponding amplitude, the magnetic scattering field of sensor 3 will change and, therefore, its effective inductance. The change in the inductance of the oscillatory circuit, in which the sensor coil is used, leads to the e-value of the instantaneous frequency of the oscillator 2 in accordance with the changes in the instantaneous position of the vibrating structure under study 9. Thus, the frequency of the signal at the output of the oscillator 2 between the sensor 3 and the design under study 9. The signal from the output of the oscillator is fed to the input of the amplifier -discriminator 4-, in which its amplification and device occurs nenie concomitant amplitude modulation. From the output of the amplifier-discriminator, the signal is fed to the input of the frequency detector 5, where it is detected.

В выходном сигнале частотного детектора 5 имеетс две составл ннцие: составл нада ультразвуковой частоты, амплитуда которой пропорциональна амплитуде смещени АО исследуемой конструкции, и посто нна составл юща , величина которой пропорциональна среднему рассто нию ме аду датчикЪм 3 и исследуемой конструкцией. Составл юща сигнала усльтразвуковой частоты проходит через фильтр 6 ульт|развуковой частоты, не пропускающий посто нной составл кйцей, и далее попадает на вход управл ющего усилител 8, где происходит ее усиление до требуемой величины. Усиленное напр жение подаетс на индикатор 1, на выходе которого имеетс электроизйёрительный прибор со шкалой, проградуированной в единицах измерени параметров вибрации. Однако амплитуда составл ющей сигнала ультразвуковой частоты пропорциональна амплитуде колебательных смещений и обратно пропорциональна среднему рассто нию между датчиком 3 смещений и исследуемой конструкцией.In the output signal of frequency detector 5, there are two components: an ultrasound frequency, whose amplitude is proportional to the displacement amplitude of the AO of the structure under study, and a constant component that is proportional to the average distance between the sensor 3 and the structure under study. The component of the ultrasonic frequency signal passes through the ultrasonic frequency ultrasound filter 6, which does not let the constant component pass, and then goes to the input of the control amplifier 8, where it is amplified to the required value. The increased voltage is applied to the indicator 1, at the output of which there is an electrical survey device with a scale calibrated in units of measurement of vibration parameters. However, the amplitude of the component of the ultrasonic frequency signal is proportional to the amplitude of the oscillatory displacements and inversely proportional to the average distance between the displacement sensor 3 and the structure under study.

Дл сохранени посто нной чувствительности виброметра посто нна составл юща напр жени частотногоTo maintain a constant sensitivity of the vibrometer, the constant voltage component of the frequency

детектора 5 через фильтр 7 нижнихthe detector 5 through the filter 7 bottom

частот поступает на управл гаций вход регулируемого усилител 8, коэффициент , усилени которого измен етс пропорционально величине посто нной составл ющей напр жени . Следовательно, погрешности измерений, св занные с необходимостью калибровки устройства перед каждым измерением, а также контрол настройки прибора в процессе самих измерений исключаютс . ,-.Изобретение обеспечивает повышение точности измерений в св зи с тем, что не требует предварительной калибровки перед каждым измерениемThe frequencies are fed to the control of the input of adjustable amplifier 8, the gain factor of which varies in proportion to the value of the constant component of the voltage. Consequently, measurement errors associated with the need to calibrate the device before each measurement, as well as monitoring the instrument settings during the measurements themselves, are eliminated. , - The invention provides improved measurement accuracy due to the fact that it does not require preliminary calibration before each measurement.

5 и текущего контрол чувствительности , кроме того, позвол ет сократить врем , необходимое дл проведени измерени .5 and monitoring the sensitivity, in addition, reduces the time required for the measurement.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 376607 Cl. G 01 H 11/00, 1959.

2. USSR author's certificate

134036, class G 01 H 11/00 (prototype)